2.3 Утилізація відходів

У країнах Європи та Північної Америки були створені нові методики обрахунку собівартості електроенергії АЕС. Вони враховували максимум прямих витрат, пов'язаних з експлуатацією АЕС. У собівартості 1 кВт*год було враховано питомі витрати на придбання палива та його транспортування, динаміку капітальних та експлуатаційних витрат, зростання витрат у ланках ядерного паливного циклу, очікувану вартість демонтажу блоків та витрати, пов'язані із зберіганням та похованням радіоактивних відходів та відпрацьованого ядерного палива. В собівартість не було включено більшість непрямих витрат а також “екологічну” складову. Дослідження, проведені за проектом IPSEP для країн-членів ЄС у 1993-1994 роках виявили, що виробляти електроенергію на АЕС дорожче, ніж на сучасних вугільних теплоелектростанціях, що обладнані азотосіркоочисними спорудами (виняток - Бельгія, Франція, Чехія).

Економічна невигідність АЕС, пов'язана з високим необхідним рівнем безпеки, стала причиною згортання ядерних програм держав-членів ЄС.

Компанія Євратом, яка інвестувала ядерні програми ЄС, втратила можливість подальшого розвитку на теренах Європейського Союзу. У 1994 році було змінено кредитні умови для Євратома, що створило можливість фінансувати ядерні програми поза межами ЄС у країнах Центральної та Східної Європи.

Однією з ключових причин подібного рішення стала потреба високорозвинених країн Європи в електроенергії. В умовах економічного зростання, енергоспоживання Європи потребуватиме використання додаткових енергетичних потужностей, що є вкрай проблематичним в умовах згортання ядерних програм. Добудова АЕС у Чехії, Болгарії, Україні, Словакії та Росії дозволить Європі задовольняти власну потребу в електроенергії за рахунок імпорту. Електроенергія, вироблена на східноєвропейських АЕС має нижчу ціну, оскільки її собівартість не враховує деякі прямі і непрямі витрати, пов'язані з АЕС.

Попередній досвід добудови та модернізації АЕС радянського зразку є невтішним. Недобудований енергоблок із радянським реактором ВВЕР-1000 на АЕС “Стендаль” у Східній Німеччині було визнано невідповідним мінімальним вимогам щодо безпеки, а його модернізацію оцінено у $2,5 млрд.

У Чеській Республіці була розпочата добудова енергоблоку на Темелінській АЕС (ВВЕР-1000/320) із необхідною модернізацією відповідно до зіхідних стандартів. Роботи виконував концерн Вестінгауз. У 1997 було оголошено, що Темелінський проект потребує додатково $500 млн. із відстрочкою на 4 роки.

Болгарія вирішила не завершувати будівництво Білинської АЕС (ВВЕР-1000/320), оскільки проект було визнано економічно невигідним та технічно нездійсненним. Замість цього було реалізовано програму з енергоефективності.

Словакія у 1994 році розпочала добудову першого та другого блоків АЕС “Мочовце” із використанням тих же реакторів радянського зразку. Перший блок було завершено із відстрочкою у 2 місяці та на 10% дорожче від запланованих витрат. Другий блок було завершено із затримкою у 8 місяців, що було викликано проблемами при модернізації.

В умовах активності українського ядерного лобі реалізація згаданих рішень в Україні не виглядала проблемною.

2 грудня 1996 року Експертна група з ядерної безпеки Європейської Комісії дала згоду на завершення Х2Р4 в Україні. Це рішення було прийнято тоді, коли ще не було детальної інформації про стан та якість існуючих конструкцій Х2Р4.

Країни Великої Сімки та Уряд України звернулися до Європейського Банку Реконструкції та Розвитку із пропозицією про кредитування добудови Х2Р4.

Відповідно до визнаних процедур ЄБРР проект має відповідати критерію найменшої вартості та бути екологічно безпечним.

У 1995 році попередній аналіз проекту Х2Р4 на відповідність критерію найменшої вартості був здійснений компанією “Ломеєр Інтернешенал” (Lahmeyer International), який підтвердив доцільність добудови.

У1997 році Міжнародна група експертів під керівництвом професора Джона Саррея (Science Policy Research Unit of Sussex Univesity) обгрунтувала, що добудова Х2Р4 є економічно невигідним використанням $1 млрд. і відсторонена від вирішення першочегових проблем енергетичного комплексу України.

енергетика атомний відходи утилізація

Після цього ЄБРР звернувся до компаніїї “Стоун і Вебстер”, яка давала три позитивних висновки щодо економічної доцільності Х2Р4 у 1998, 1999 та 2000 роках.

Останні висновки “Стоун і Вебстер” викликали небезпідставну критику з боку Грінпіс та інших міжнародних неурядових організацій, яка, проте, не була врахована. Наприклад, “Стоун і Вебстер” обгрунтовує доцільність Х2Р4 виходячи з того, що 1000 м3 природнього газу в Україні коштує $124, хоча реально туркменський газ коштує лише $38.

Здійснюючи комплексну модернізацію АЕС “Темелін” європейські інституції зіштовхнулись із неочікуваними проблемами. Заміна деяких вузлів та модернізація АЕС при високому ступені її готовності є надзвичайно складним та капіталомістким завданням. З огляду на існуючий досвід в проекті Х2Р4 було вирішено обмежитись поверховою модернізацією, що заощадить кошти і дозволить виробляти електроенергію без суттєвої загрози для Західної Європи. Міжнародні організації характеризують подібний підхід як використання подвійних стандартів.

Однією з вимог до надання кредиту ЄБРР є проведення процедури громадської участі. НАЕК “Енергоатом оголосив про його початок 18 серпня 1998 року. До участі в цій процедурі Уряд Австрії доручив Австрійському Інституту дослідження ризику вивчити технічне обгрунтування безпеки та Австрійському енергетичному товариству проаналізувати економічну доцільність добудови Х2Р4. Критичні висновки цих аналізів всупереч офіційному бажанню Австрії не були додані до проектних документів Енергоатому та ЄБРР. З боку замовника добудови чинилися перешкоди своєчасному наданню проектної документації (зокрема, Австрійській екологічній агенції). 15 грудня 1998 року було завершено процес громадської участі.

Окрім Евратома, в добудові зацікавлені компанії АВВ, Сіменс, Фраматом, Вестінгауз, які здійснювали опосередкований вплив на позицію урядів Європейських держав щодо Х2Р4.

Проект добудови Х2Р4 повинен розглядатися на відповідність довгостроковим інтересам України, що досі не було проведено. Фінансування Х2Р4 означає подальший екстенсивний розвиток ядерної енергетики, доцільність використання якої має бути переглянута.

Досі електроенергія АЕС вважається дешевою в Україні, яка пережила Чорнобильську катастрофу і витрачає щорічно близько $700 млн. на ліквідацію її наслідків. Загальні збитки від катастрофи на ЧАЕС протягом 1986-2000рр. оцінюються у $200-300 млрд. За обрахунками німецької компанії “Прогноз АГ” витрати на ліквідацію наслідків аналогічної аварії для західної держави складали б $700 млрд. Якби в Україні діяв принцип “забруднювач платить”, то ядерна галузь давно б збанкротувала. Але шкода, спричинена ЧАЕС, покривається за рахунок державного бюджету, обов`язкового збору в чорнобильський фонд і не враховується в собівартості електроенергії АЕС.

При обрахунку собівартості електроенергії АЕС береться до уваги лише експлуатаційні витрати та вартість палива. Всі інші прямі та непрямі витрати відшкодовуються за рахунок держави.

У собівартості електроенергії АЕС повинні враховуватись:

1. Капітальні витрати на побудову станції;

2. Витрати на закупівлю палива, його транспортування;

3. Витрати на демонтаж станції, які за останніми розрахунками дорівнюють витратам на побудову (близько $1.5 млрд. на один блок);

4. Відрахування у страховий фонд на випадок ядерної аварії;

5. Амортизаційні відрахування;

6. Витрати на створення та утримання підприємств ядерного паливного циклу, які зазвичай отримують державні дотації;

7. Витрати на поводження з високорадіоактивними відходами, їх довгострокове зберігання та поховання;

8. Витрати на утримання науково-дослідних інституцій та конструкторських агентств;

9. Витрати на підготовку персоналу АЕС;

10. Витрати на утримання потужної соціальної інфраструктури - міст супутників;

11. Витрати на подолання екологічної шкоди, що пов'язана з експлуатацією АЕС - екологічна складова собівартості (до 25% ціни 1 кВт*год).

У західних країнах врахували більшість з цих витрат, хоча досі залишилися поза увагою державні витрати, пов'язані із державною підтримкою ядерних програм, встановленням пільгових цін на ядерне паливо, не повністю враховано всі витрати в ланках ядерного паливного циклу (ЯПЦ).

До непрямих витрат деякі науковці також відносять збитки, пов'язані із консервацією АЕС, їх недобудовою.

У всіх країнах Європейського Союзу (окрім Бельгії та Франції) вироблення електроенергії на АЕС обходиться дорожче, ніж на сучасних ТЕС, що відповідають західним екологічним вимогам. Як і для країн ЄС, для США, наприклад, офіційна собівартість 1 кВт*год електроенергії АЕС складає 5 центів, що зумовлено державними дотаціями. Реальна собівартість складає 12 центів і вище (для деяких станцій), в той час, коли 1 кВт*год, вироблена на сучасній ТЕС - 5.9 цента. В Україні реальна собівартість електроенергії АЕС із урахуванням більшості зазначених складових становить за різними оцінками від 3,84 до 4.4 цента за 1 кВт*год.

Україна купує російське ядерне паливо за ціною $16 / кг. (Світова ціна - $40/кг.) Має місце 100% залежність українських АЕС від російського урану. Відпрацьоване паливо вивозиться також в Росію. З метою диверсифікації джерел енергоресурсів в Україні, враховуючи наявність власних уранових покладів, було взято курс на створення власного ядерного паливного циклу (ЯПЦ), що оцінюється для України приблизно в $1 млрд., та буде фінансуватися за рахунок бюджетних коштів. Варто зауважити на значну екологічну шкоду, пов'язану із видобуванням уранових руд.

Щороку в Україні напрацьовується 291 т. відпрацьованого урану. Всього один блок потужністю 1000 МВт напрацьовує близько 400 м3 відходів щорічно. Переробка та поховання відходів вимагає величезних коштів, пов'язаних з геологорозвідувальними роботами, будівництвом сховищ, переробкою відпрацьованого ядерного палива та постійного моніторингу поховань. У 90-х роках Франція розробляла сховища для поховання радіоактивних відходів, на що витратила близько $1 млрд. У випадку законодавчої заборони Росією ввозити відпрацьоване ядерне паливо, відходи на її територію, перед Україною постане складна проблема поводження із відходами.

Ядерні відходи використовуються для видобутку збройного плутонію, що обґрунтовується існуванням ядерної зброї. Україні, яка не має намірів у майбутньому створювати ядерні озброєння, утримання ЯПЦ є стратегічно невигідним. В усіх ядерних державах утримання ЯПЦ здійснюється за рахунок державних відрахувань і обґрунтовується потребами військово-промислового комплексу.

Останнім часом виявилося, що вартість закриття АЕС та її демонтажу значно перевищує очікувані рівні і складає близько $1,4-1,6 млрд. на один блок.

Перспективність екстенсивного розвитку ядерної енергетики в Україні має розглядатися з урахуванням нагальних потреб та проблем ПЕК.

Загальна встановлена потужність енергосистем України становить 48000 МВт. Сукупні потужності 13 енергоблоків на 4 АЕС складають 11800 МВт. Однак сьогодні АЕС генерують близько 45% загального обсягу виробленої електроенергії.

Протягом декількох останніх років генеруючі компанії потерпали від складного кредитно-фінансового стану та низького рівня грошової оплати за електроенергію. У 1998 році лише 7,3% від загального обсягу продукції АЕС було оплачено грошима, 72% заліками та векселями. В наслідок вимивання живих грошей з ядерного енергетичного комплексу АЕС не мали грошей на проведення суттєвих ремонтних робіт, закупівлю палива. Відбувалося безвідповідальне спрацювання потенціалу попередніх років. Сильно погіршився стан обладнання АЕС, наблизившись до критичного. Сьогодні вже постає питання не про достатній рівень безпеки АЕС, а про технічну можливість їх експлуатації - обладнання відпрацьовує свій проектний ресурс, АЕС простоюють з причин аварійних ремонтів, коефіцієнт використання встановлених потужностей (КВВП) на 10-15% нижчий, ніж на західних АЕС. Вчені-енергетики (Штейнберг, Копчинський) визнають, що ядерна енергетика України наблизилась до небезпечної межі.

АЕС потребують негайної модернізації, що оцінюється у $130 млн. для кожного блоку. Реконструкція та модернізація дозволила б підвищити КВВП та рівень безпеки АЕС. Умовами західного кредитування Х2Р4 є модернізація 4 АЕС за рахунок Енергоатому, що потребуватиме близько $1300 млн. протягом 2005-2015 року. Але згадана модернізація потрібна вже сьогодні і визначені строки виглядають неприпустимими.

У надзвичайно скрутному становищі опинилась теплова енергетика (ТЕС, ТЕЦ), а це - близько 32000 МВт потужностей. На 104 блоках теплоелектростанцій близько 85% обладнання вугільних блоків відпрацювало проектний ресурс у 100 тис. годин, 50% - подовжений ресурс у 170 тис. годин, 20 енергоблоків відпрацювали вже більше 250 тис. годин. Коефіцієнт корисної дії зменшився (ККД) до 30-35%. Котлоагрегати українських ТЕС не розраховані на спалення високозольного низькокалорійного вугілля (яким є українське), тому доводиться купувати імпортне, або додавати при спалюванні мазут, що спричиняє величезні викиди двоокису сірки та оксидів азоту.

Стан теплоенергетики близький до технічної катастрофи.

Розроблено необхідні програми модернізації ТЕС, які, однак, реалізуються занадто повільно. Реконструкція ТЕС передбачає:

1. Заміну окремих вузлів ТЕС, що підвищить ККД, продовжить ресурс на 15-20 років, зменшить викиди в атмосферу;

2. Надбудову газотурбінних установок, що підвищить ККД блока на 10-15%;

3. Заміну котельного устаткування на котли із циркулюючим киплячим шаром, що може значно покращити економічні та екологічні показники ТЕС.

Після модернізації ТЕС зможуть використовувати низькоякісне українське вугілля та навіть відходи вугільнозбагачувальних комбінатів (шлам). Модернізація ТЕС є логічним продовженням реформування та розвитку української вугільнодобуваної промисловості оскільки саме вони будуть основним споживачем вітчизняного вугілля.

Без реалізації вищенаведених завдань майбутнє паливно-енергетичного комплексу неможливе.

Окрім вже згаданих, є ще й численні інші проблеми ПЕК.

Втрати електроенергії у мережах усіх напруг складає близько 15-18%. По деяких обленерго ці значення досягають 38-43%. Такий рівень втрат пояснюється недосконалістю систем обліку, масовими крадіжками електроенергії, недосконалим обладнанням.

Україна, як вже згадувалося вище, потерпає від надлишку базових потужностей та нестачі маневрових, які б могли забезпечувати пікові навантаження на енергосистеми. З урахуванням цього добудова ще двох блоків АЕС, які можуть використовуватись лише в базовому режимі, є недоцільним. Ідеальними для покриття пікових навантажень можуть бути гідроаккумулюючі та парогазові електростанції. Однак ні на добудову перших, ні на створення других держава не знаходить гроші, хоча добудова Дністровської ГАЕС потужністю 2267 МВт потребує лише $400 млн.

Україна має великий потенціал поновлюваних та нетрадиційних джерел енергії, який використовується лише на 15-18 %. Їх ширше використання дасть змогу в перспективі забезпечити близько 7-10% загального енергоспоживання України.

Протягом 1990-1999 рр. ВВП зменшився на 58%, однак питоме електроспоживання на одиницю ВВП збільшилося на 53%. В таких умовах розвиток економіки без здійснення програм енергоефективності є неможливим. За деякими розрахунками, потенціал енергозаощадження в Україні оцінюється в 50-60 ТВт*год.

3. Перспективи утилізації та заховання відходів АЄС

Як відомо, на різних етапах експлуатації АЕС утворюються радіоактивні відходи (РАВ). Вони класифікуються за фізико-хімічним складом, питомою активністю, її типом (альфа-, бета- або гамма-активність), часом їх напіврозпаду тощо. Рідкі відходи - це дезактиваційні розчини, стоки від регенераційного водоочищення, від душових та спецпралень тощо. Тверді відходи утворюються під час обслуговування та ремонту устаткування блоків, дезактиваційних робіт і реконструкції споруд. Вони підлягають попередній обробці (збирання однотипних відходів, зменшення їх обсягу, хімічна обробка, дезактивація), після чого піддаються кондиціюванню і зберігаються протягом певного часу на станції або захоронюються. В основному вони належать до категорії відходів низької та середньої активності.

На всіх АЕС України для організації належного захисту персоналу АЕС та довкілля ведеться постійний радіаційний контроль. Як свідчать його результати, індивідуальна доза опромінення персоналу станцій значно нижча за граничну, яка становить 5 сЗв/рік [12]. Аналізуються також газоаерозольні викиди в атмосферу інертних газів, довгоживучих радіонуклідів та йоду-131. Вимірювання показують, що величини цих викидів на 1--3 порядки нижчі за контрольні. Щорічне зростання обсягів РАВ у сховищах АЕС України становить: для твердих відходів -- 4--6 % від проектних об'ємів сховищ, а для рідких -- 11--13 %.

Такі темпи заповнення сховищ можуть у найближчі роки поставити під загрозу нормальну експлуатацію блоків АЕС. З огляду на це планується спорудження заводу з переробки рідких РАВ, установки з вилучення твердих відходів, заводу з їх переробки, а також сховища для короткоживучих РАВ. Крім того, згідно з програмою поводження з РАВ будується комплекс "Вектор", який має вирішити питання безпечного поводження з радіоактивними відходами у зоні відчуження ЧАЕС. Першу чергу цього комплексу планується ввести в дію у 2002 р. Усі ці заходи дуже ускладнюються, оскільки насамперед необхідно зробити об'єкт "Укриття" екологічно безпечною системою шляхом вилучення з нього величезної кількості паливовмісних матеріалів і радіоактивних речовин.

Найскладнішим і поки що остаточно не вирішеним питанням є поводження з довгоживучими та високоактивними відходами. Загальновизнано, що їх можна захороняти лише у стабільних геологічних формаціях, які не зазнавали змін протягом багатьох мільйонів років, наприклад у соляних куполах або в граніті. До цих природних перепон на шляху поширення радіонуклідів додаються інженерні бар'єри (зв'язування відходів, їх осклування і розміщення в контейнерах).

Нині у деяких країнах (Німеччина, Канада, Франція, Швеція, Японія) вивчаються можливості глибинного захоронення РАВ і вже підібрано кілька місць для таких сховищ. Найбільших успіхів у цій справі досягли США: у штаті Нью-Мексико створюється дослідно-промислова установка для ізоляції високоактивних відходів (Waste Isolation Pilot Plant). Роботи з її спорудження розпочалися в 1986 р. Їх мета -- будівництво на глибині 700 м у геологічних соляних відкладах постійного сховища для трансуранових відходів. У здійсненні цього проекту беруть участь провідні ядерні центри США [13].

Пошуки місць, які придатні для захоронення високоактивних довгоживучих відходів і задовольняють усі міжнародні вимоги, ведуться і в Україні, але їх темпи та рівень фінансування не відповідають поставленому завданню. Один з можливих варіантів геологічних сховищ -- Чорнобильська зона відчуження та безумовного відселення людей. Проте для остаточного розв'язання цієї проблеми необхідне всебічне вивчення придатності обраних місць для постійного зберігання РАВ. Досвід інших країн свідчить, що вибір таких місць потребує тривалих попередніх досліджень і значних капіталовкладень. Сам процес будівництва геологічних сховищ триває кілька десятиліть.

Тим часом проблема надійного зберігання найнебезпечніших відходів є нагальною для України вже сьогодні, насамперед у зв'язку з необхідністю перетворення об'єкта "Укриття" на екологічно безпечну систему. Вилучення та надійна ізоляція паливовмісних матеріалів з цього об'єкта дасть змогу зберегти значні кошти і створить нормальний соціально-психологічний клімат навколо всієї проблеми поводження з відходами від АЕС і ліквідації наслідків Чорнобильської катастрофи.

Висновок

Таким чином ми бачимо, що зараз у деяких країнах (Німеччина, Канада, Франція, Швеція, Японія) вивчаються можливості глибинного захоронення РАВ і вже підібрано кілька місць для таких сховищ. Найбільших успіхів у цій справі досягли США: у штаті Нью-Мексико створюється дослідно-промислова установка для ізоляції високоактивних відходів (Waste Isolation Pilot Plant). Роботи з її спорудження розпочалися в 1986 р. Їх мета -- будівництво на глибині 700 м у геологічних соляних відкладах постійного сховища для трансуранових відходів. У здійсненні цього проекту беруть участь провідні ядерні центри США [13].

Пошуки місць, які придатні для захоронення високоактивних довгоживучих відходів і задовольняють усі міжнародні вимоги, ведуться і в Україні, але їх темпи та рівень фінансування не відповідають поставленому завданню. Один з можливих варіантів геологічних сховищ -- Чорнобильська зона відчуження та безумовного відселення людей. Проте для остаточного розв'язання цієї проблеми необхідне всебічне вивчення придатності обраних місць для постійного зберігання РАВ. Досвід інших країн свідчить, що вибір таких місць потребує тривалих попередніх досліджень і значних капіталовкладень. Сам процес будівництва геологічних сховищ триває кілька десятиліть.

Тим часом проблема надійного зберігання найнебезпечніших відходів є нагальною для України вже сьогодні, насамперед у зв'язку з необхідністю перетворення об'єкта "Укриття" на екологічно безпечну систему. Вилучення та надійна ізоляція паливовмісних матеріалів з цього об'єкта дасть змогу зберегти значні кошти і створить нормальний соціально-психологічний клімат навколо всієї проблеми поводження з відходами від АЄС.

Ставлення громадськості до атомної енергетики було різним на різних етапах її розвитку. Спершу вона практично не зустрічала протидії з боку населення: вважалося, що АЕС відкриють шлях до "чистої" електроенергії, оскільки негативний екологічний вплив продуктів спалювання органічного палива був очевидним.

Проте поступово нагромаджувалися факти, що свідчили про погіршення радіаційних умов навколо АЕС, про недоліки в їх роботі та про аварії, які спочатку приховувалися. У свідомості багатьох людей атомна енергія асоціюється з ядерною зброєю, і ця обставина посилювала негативне ставлення до неї. Аварія на АЕС у Три-Майл-Айленді (США) у 1979 р. значно збільшила кількість противників АЕ, а катастрофа на ЧАЕС у 1986 р. викликала бурхливу реакцію в усьому світі. У різних регіонах відбувалися демонстрації з вимогами закрити всі АЕС, і деякі країни почали згортати ядерні програми.

Щоб зрозуміти зрушення у ставленні до АЕ, маємо враховувати психологічні чинники, які впливають на формування громадської думки: люди боляче реагують на поодинокі великі аварії, водночас численні дрібні аварії залишаються практично непоміченими. Наприклад, на транспорті гине набагато більше людей, але це не викликає протестів проти нього. Суспільство звикло до мало не щомісячних повідомлень про аварії на вугільних шахтах, на нафто- і газопроводах, під час транспортування нафти. А екологічний вплив ТЕС на довкілля взагалі не враховується, бо він безпосередньо не відчувається.

Велика надія покладається на зовні привабливу ідею використання енергії сонця і вітру. Однак серйозного аналізу наявних для цього технічних можливостей і вартості енергії, одержаної від вказаних джерел, досі немає.